Чай – уникальная химическая фабрика. Первые серьезные исследования химии чая были начаты еще в начале 20 века на яванских плантациях. Однако, до сих пор точный химизм чая (а также его изготовления и заваривания) неизвестен. По утверждению В. Похлебкина, в чае содержится около 300 различных химических веществ. Сочетание их в чае уникально и не может быть заменено никакими другими растениями, и уж тем более – химическими препаратами. Сейчас очень большие надежды в раскрытии «настоящей формулы» чая связывают с новейшими хроматографическими методиками.

Разумеется, перечислять все 300 компонентов мы не станем, мы же не какие-нибудь химики-садисты;-))) Но слегка выпендриться интеллектом и просветить уважаемых читателей о том, какую полезность они пьют – мы просто обязаны!

Начнем с того, что в процессе приготовления (сушки) утрачивается около 70-75% веса свежесорванного чайного листа. Таким образом, это ВОДА. Но не забывайте, что даже в качественно высушенном чайном листе остается около 3-5% воды. Если небрежно так округлять, то получается, что в растущем чайном листе 73-80% воды.

Оставшиеся 25-30% собственно и составляют сущностный состав чая (те самые 300 компонентов). Что интересно, более половины из этих 25-30% являются растворимыми, и именно эти компоненты очень легко экстрагируются при заваривании (В. Похлебкин называет цифру 30-50% от сухого чая).

В качестве примера приведем стандарты (в %) для хорошо изготовленного ассамского чая (сухого чайного сырья):

Нерастворимые в воде вещества (всего 52%).

1) Клетчатка, целлюлоза и проч. грубые ткани растения – 22.
2) Протеины – 16.
3) Жиры – 8.
4) Хлорофилл и пигменты – 1,5.
5) Пектины – 4.
6) Крахмал – 0,5.

Растворимые вещества (всего 48%).

7) Окисленные (ферментированные) полифенолы – 20.
8) Неокисленные полифенолы – 10.
9) Сахара – 3.
10) Аминокислоты – 7.
11) Минеральные вещества – 4.
12) Кофеин – 4.

Ну, теперь поехали разбираться по понятиям:

(ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ! Не надо быть особым Шерлоком, чтобы заметить, что циферки местами не совпадают. Я не виноват: 1) в разных книгах они разные; 2) часто используются разные биохимические методики для получения этих циферок; 3) разумеется, чай, растущий в разных местах (собранный в разные сезоны, приготовленный по-разному и т.п.) имеет разные циферки. К сожалению, эти коварные химики про эти тонкости только слегка упоминают, и то не всегда. Я действовал следующим образом – приводил везде максимально маленькую и максимально большую циферку из встречающихся в книжках. Истина, наверное, где-то посередине…

Полифенолы в составе чая

Доля полифенолов в составе чая колеблется от 9 до 35% - в зависимости от кучи причин (в том числе - и от источника информации;)

Фенольные соединения - один из наиболее распространенных и многочисленных классов природных соединений, обладающих биологической активностью. Активность обеспечивается наличием свободного или связанного фенольного гидроксила. Фенольные соединения делятся на три группы:

1) Простые фенолы (фенилы, фенолоспирты, фенолокислоты, кумарины и др.) с одним ароматическим кольцом;
2) Фенолы с двумя ароматическими кольцами (флавоноиды, флавоны, изофлавоноиды и др.);
3) Полимерные фенолы (полифенолы).

Более активными являются фенольные соединения первой и второй групп, которые обладают широчайшим спектром фармакологического действия (антимикробное, адаптогенное и стимулирующее, мочегонное, Р-витаминное, кровоостанавливающее, гипотензивное, протиивораковое), и которые в незначительном количестве содержатся и в чае. К сожалению, многие фенольные соединения 1 и 2 групп, которые в значительной мере присутствуют в растущем чайном листе, при изготовлении чая в значительной мере утрачиваются, остаются преимущественно полифенолы. Следует отметить, что наиболее богаты активными фенольными соединениями белый и зеленый чаи.

В чае содержится более 30 полифенолов, которые по традиции называют дубильными веществами или танинами. Дело в том, что полифенолы способны образовывать весьма устойчивые химические соединения с белками, что и приводит к «дубильному эффекту». Данный эффект имеет хорошее фармацевтическое применение - полифенолы чая действуют как кровоостанавливающие, ранозаживляющие, вяжущие, противовоспалительные и бактерицидные средства.

Преобладающими водорастворимыми полифенолами чая являются: галлокатехингаллат, l-эпикатехингаллат, l-эпигаллокатехин, dl-галлокатехин, l-галлокатехингаллат, l-эпикатехин, свободная галловая кислота. Некоторые дубильные вещества находятся в связанном состоянии с протеинами и алкалоидами. (Все понятно? ;-)))

Некоторые из полифенолов (кахетины) обладают свойствами витамина Р: улучшают пищеварение, укрепляют кровеносные сосуды и мелкие капилляры, снижают проницаемость их стенок. В соединении с кофеином придают чаю значение уникального стимулятора мозга. Следует также отметить, что полный набор кахетинов характерен лишь для зеленого чая, в черном их весьма мало.

При заваривани чая необходимо учитывать, что танины активно реагируют с железом и кислотами. При заваривании чая в железной посуде (или с использованием богатой железом воды) получается мутная бурая («ржавая») заварка. Кислая среда, напротив, осветляет заварку (всем известно действие на чай лимона).

Полифенолы хорошо растворяются только в горячей воде. Именно поэтому чай мы завариваем кипятком. После того, как заварка остывает, она зачастую мутнеет - это также свойство полифенолов. Если при охлаждении заварка не мутнеет - это показатель того, что содержание полифенолов в сырье явно недостаточно. Если помутневшую заварку подогреть на несильном огне, то она вновь станет прозрачной. А если этого не произойдет, то помутнело все это дело не из-за полифенолов, а еще по какой-нибудь левой причине (например, таракан утоп в заварнике;-)).

Чем больше в чае танинов, тем более терпким (но не горьким!) и вяжущим вкусом он обладает. Обилие дубильных веществ придает заварке крвоостанавливающий и дезинфицирующий эффект (кто из вас не использовал спитую заварку для промывания глаз!?). Если же вам не нравится терпкость чая, то лучший способ смягчить ее - добавить в чай молока.

Если вы еще не поняли, скажу прямее прямого: полифенолы чая являются весьма активными антиоксидантами, которые легко и быстро образуют безопасные и устойчивые химические соединения со всякими левыми и вредоносными белками, металлами, алкалоидами, кислотами и прочей гадостью попавшей в организм. Потом они эту связанную гадость из организма выводят. Именно это делает чай (особенно зеленый) уникальным противоядием. Он помогает и от перепоя, и от радиации, и от тяжелых металлов, и от передозирововок лекарств. Вот так.

Напоследок стоит заметить, что полифенолы чая сейчас активно исследуются, т.к. среди них еще многие попросту не изучены; также исследуется химический синтез новых фенольных соединений в ходе ферментации.

Белки, аминокислоты, сахара и углеводы в чае

Доля белков и аминокислот в составе чая - 16-25%, доля сахаров и углеводов - 10-16%.

Если относиться с пристрастием, то белков в чайном листе больше, чем всего остального (видел цифру 75%). Кроме того, в чае полно разных белковосодеращих соединений, например, те же ферменты.

В. Похлебкин утверждает, что содержание белков в чайном листе сравнимо с таковым у самых белковых пищевых растений - бобов и фасоли. Именно поэтому индокитайские аборигены едят чай в салате, квасят его, варят суп и т.п. Но нас все эти извраты не интересуют, нас интересуют только те белки (и проч. азотосодержащее), который можно употребить при питье.

Основными растворимыми белками чая являются альбумины, которых в зеленом чае до 10% (в черном поменьше)! Восклицательный знак тут стоит не случайно, т.к. 10 чашек чая приравниваются к одной мясной котлете. Ну, это если воображения хватит;-)))

Если серьезно, то в экстремальных ситуациях чай является комплексной диетической пищей, которая полноценно восполняет в организме нехватку белков и витаминов. Я теперь понимаю, как эти хитрые китайские отшельники у себя в горах одним чаем питались. А западные безумные люди сейчас даже разрабатывают и используют чайные диеты.

В чае содержится также более 17 аминокислот, часть из которых находится в свободном состоянии. Аминокислоты вносят значительный вклад в создание своеобразного аромата чая.

Как пишет В. Похлебкин, до 12% полисахаридов, содержащихся в чае (крахмал, целлюлоза, гемицеллюлоза и др.), нерастворимы, и потому бесполезны. Мало того, чем больше сахаров и углеводов в чае, тем хуже его качество.

В одном буржуйском источнике я нашел такие циферки (в % от сухого веса) по поводу растворимых (частично) в чае сахаров:

1) Сахара (такие как фруктоза, глюкоза, мальтоза) - 0,73-1,41.
2) Крахмал - 0,82-2,96.
3) Пектины - 6,1 (у Похлебкина всего 2-3%). Мысли по поводу циферок такие:

1) Хорошо, что сахара мало. Настоящий чай должен быть горьким! А если серьезно, то именно низкое содержание сахаров делает чай отличным диетическим антисклеротическим, антидиабетическим и прочее напитком.

2) Процент выходящего в настой крахмала ничтожно мал. И это хорошо, т.к. если хочется много крахмала, то надо кушать картошку.

3) А вот то, что пектинов много - это хорошо. Пектины способствуют заживлению ран, снижают содержание холестерина в крови, улучшают обмен желчных кислот, нейтрализуют токсичность и побочные эффекты антибиотиков. Пектины благотворно влияют на слизистые оболочки носоглотки, горла, пищевода, желудка и т.д., обволакивая их своеобразным защитным слоем.

Например, обжечься горячим чаем сложнее, чем голым кипятком, т.к. именно пектины защищают слизистые от ожога. Это свойство, в сочетании с дубильными способностями, танинов делает чай отличным противоожоговым и противовоспалительным средством.

Минеральные вещества в составе чая

Минеральных веществ в чае до фига (извините… 4-7%)! Но в общем, можно выделить макро- (это которых там Ооочень много) и микроэлементы (которых там поменьше). Для тех, кто не силен а фармакологии добавлю, что макроэлементы примерно в одинаковом количестве представлены в любых растениях, а вот микроэлементы являются уникальной конфигурацией для каждой былинки, зачастую на все 100% обеспечивая ее лекарственную уникальность.

Макроэлементы (в мг/г) чая:

1) Калий – 17,90.
2) Кальций – 4,70.
3) Магний – 2,20.
4) Железо – 0,20.

Про макроэлементы писать можно много чего. Вот, например, калий. С одной стороны нормальная концентрация калия в крови является обязательным условием функционирования сердечной мышцы; с другой стороны, в нервных клетках существует такая вещь как калиево-натриевый баланс, без которого невозможно нормальное ее функционирование. Отсюда, например, можно сделать вывод не просто о поверхностном стимулирующем действии чая на нервную или сердечно-сосудистую систему, а о регуляции и нормализации глубинных процессов. Коварные импортные ученые сосчитали, что 5-6 чашек чая в день покрывают примерно 75% суточной потребности организма в калии.

Микроэлементы (в мкг/г) чая:

1) Алюминий – 843,40.
2) Марганец – 828,00.
3) Сера – 650,00.
4) Натрий – 210,00.
5) Бор – 95,00.
6) Барий – 56,08.
7) Цинк – 22,90.
8) Медь – 11,60.
9) Стронций – 5,84.
10) Никель – 5,20.
11) Свинец – 2,48.
12) Кобальт – 1,68.
13) Молибден – 0,40.
14) Хром – 0,40.
15) Селен – 0,12.
16) Йод – 0,10.

Есть также импортные данные о громадном содержании – примерно 0,3% от сухого веса – в чае фосфора. Фосфор – это незаменимое вещество для активизации работы мозга! Также есть данные о весьма значительном содержании фтора в чае – около 0,2% от сухого веса. Конечно, это не сравнится с «Фтородентом», но полезно, весьма полезно…

Совсем не обнаружены в чае такие микроэлементы: ванадий, кадмий, литий, серебро, золото, бром.

Кроме этого чай преимущественно накапливает в себе и является ценным носителем таких элементов: алюминий, марганец, бор, барий, цинк, медь, никель. Очень хорошо из чая организмом усваиваются прежде всего марганец, цинк, медь, никель.

Переводим на русский язык:

1) Например, марганец . Крайне необходим для нормального функционирования нервной системы, половых желез, опорно-двигательного аппарата. Ученые установили, что с возрастом усвояемость марганца снижается, а потребность в нем остается прежней. Из-за этого у пожилых людей возникает благоприятный фон для развития сердечно-сосудистых заболеваний и злокачественных новообразований. А теперь посмотрите любой более-менее наукообразный травник – единственное и неповторимое средство там для пополнения марганца – чай. Кстати, установлено, что примерно 5-6 чашек в день даже не очень крепко заваренного чая обеспечивают примерно 50% суточной потребности организма в марганце.

2) Или, например, цинк . Определить его недостаток в организме очень просто – белые поперечные пятна на ногтях, ломкие ногти и волосы. А кроме этого нехватка цинка реально провоцирует значительное ухудшение иммунитета, импотенцию, дерматиты и проч. заболевания кожи и волос. Разумеется, чай отстает от таких сверхконцентраторов цинка как, например, алоэ или калган, но он накапивает его весьма прилично и регулярном питие может весьма эффективно пополнять цинковые ресурсы организма.

3) Медь . Более чем известный клинический факт – при огромном количестве заболеваний (гепатит, цирроз печени, анемии, лейкозы, диатезы, туберкулез, менингит и др.) значительно повышается концентрация меди в крови. Мало того, есть прямая зависимость между содержанием меди в сыворотке крови и повышением температуры тела в результате воспалений. Медь играет важнейшую роль в окислительно- восстановительных процессах на клеточном уровне, и нехватка ее значительно затрудняет лечение и профилактику воспалений. А тут опять чай, который традиционно относится к сверхнакопителям меди…

Впрочем, надоело. Хотите больше подробностей – читайте медицинские справочники. А чай лучше просто пить!

Пигменты в составе чая

Доля пигментов в химическом составе чая – 1-12%

Понятно, что пигменты – это красители. При хорошо наметанном глазе в чайном настое можно углядеть желто-зелено-красно-фиолетово – коричнево-бурые цвета и оттенки, которые, однако задаются немногочисленными пигментами. Причем первые два более актуальны для неферментированных чаев, а вторые два – для улунов и черных.

1) Хлорофилл. Вообще, хлорофилл дает зеленую окраску живому растущему чайному листу. При всяких термических обработках он в значительной мере разрушается и в большей мере остается лишь в неферментированных чаях (белом, зеленом и т.п.)

2) Каротин и ксантофилл. Морковку видели все, и цвет ее тоже представляют неплохо. При термической обработке темнеют, отчасти участвуют в придании чаю красновато-бурого цвета. Хотя их в чае немного.

3) Теофлавин. В чае всего около 1-2%. Придает чайному настою золотисто-желтую гамму. Высокое содержание теофлавина характерно для качественных сортовых чаев. У титестеров есть такой показатель чайного настоя как яркость, блеск, искра, живость. Этот показатель напрямую связан с количеством теафлавина в чае. Если его мало, чай тусклый, блеклый, производит впечатление слегка мутноватого. При неправильном хранении или заваривании легко разрушается.

4) Теарубигин. В чае 10-20%. Придает чайному настою красно-коричневую гамму. В идийском агротипе чая теарубигин более темный (коричневый, бурый), в китайском – более светлый (красный). Прекрасным примером здесь может быть хороший краснодарский чай, который при заваривании приобретает удивительный малиновый цвет.

Теофлавин и теарубигин являются производными от чайных полифенолов. Оба пигмента образуются в процессе ферментации. Их химические структуры весьма похожи, но при этом теофлавин является более химически активным (соответственно – легче разрушается) и легко переходит в теарубигин.

В хорошем черном чае соотношение теафлавина и теарубигина должно быть 1/10. Если 1/20 и больше, то чай можно смело выкидывать.

Алкалоиды, смолы, органические кислоты и ферменты

Алкалоидов в чае также содержится куча (1-5%). Сейчас я наберу в легкие побольше воздуха, и выпалю все названия, какие только знаю: теофиллин, теобромин, ксантин, аденин, гипоксантин, параксантин, метилксантин, изатин, диуретин, гуанин, лецитин и др. Говорят, что «и др.» наберется еще штук 10, но их еще только изучают.

Вообще, алкалоиды – азотосодержащие гетероциклические основания, обладающие сильной и специфической физиологической активностью. По своему строению очень разнообразны – от простых, вплоть до высокомолекулярных полицикличных структур. Сейчас из растений выделено более 10 000 разных алкалоидов.

Главный алкалоид чая, конечно же, кофеин . Именно кофеин, которого содержится в чае до 4%, придает чаю горечь и оказывает характерное тонизирующее воздействие. Сам алкалоид кофеин содержится в чае не в свободном, а в связанном виде (вместе с танинами) и носит название теин или таннат кофеина. Считается, что в стакане крепкого чая (2 чайных ложки заварки на 200 мл) содержится от 0,02 до 0,1 г. кофеина.

Кофеин возбуждает центральную нервную систему, повышает работоспособность, усиливает общую физическую и умственную ативность. В целом действует значительно мягче, чем чистый кофеин или кофе.

Другие алкалоиды чая (теобромин, теофилин, диуретин) также весьма полезны, и применяются для лечения сердечно-сосудистых и почечных заболеваний. Входят в состав таких лекарств как эуфиллин, диуретин, кофальгин, теальбин, тесальбен и др.

Печальным исключением среди алкалоидов чая являтся гуанин , который выделяется в заварке, которая или долго стояла, или подвергалась кипячению. Гуанин отчасти ядовит и оказывает на нервную систему оглушающее действие. Китайцы не зря утверждали, что перестоявший чай подобен яду. С другой стороны, русский лагерно-народный напиток чифирь есть не что иное, как наркотизация кофеином плюс гуанином.

Уже после того, как этот раздел был готов, знакомые химики внесли в ситуацию с гуанином вот какое уточнение. Оказывается, сам по себе гуанин не вреден. Вреден гуанидин, который является токсичным соединением и может образовываться при деструкции пуриновых оснований содержащихся в чае (аденина, гуанина, кофеина и др.). Но из-за того, что во всех источниках вредным называют именно гуанин (кто-то один раз ошибся, и все повторяют), мы решили оставить и базовую версию, и уточнение химиков (за него большое спасибо Василию Розену).

Смолы (около 1%) . входящие в состав чая, сложны по химсоставу, изучены мало. Пожалуй, их важнейшая роль – фиксация чайного аромата.

Из органических кислот (около 1%) в чае обнаружены щавелевая, лимонная, яблочная и др. кислоты. Как утверждает В. Похлебкин: «В составе чая они еще слабо исследованы, но ясно, что в целом они повышают пищевую и диетическую ценность чая.» Ну, разумеется, их туда не зря положили;-)))

В чае содержится более 10 различных ферментов (общая доля – менее 1%). Ферменты, как правило, это активные соединения, содержащие протеиновое основание и активную, легко окисляющуюся молекулярную группу. Ферменты выполняют роль биологических катализаторов, первыми начиная и запуская сложные биохимические процессы.

Например, современными исследованиями установлено, что в процессе изготовления чая (при его ферментации) происходит сложная ферментная соактивность. Ферментация не просто запускается, но управляется чайными ферментами. Качество готового чая во многом зависит от оптимально созданных условий для ферментации, которые, в свою очередь, гарантируют «правильную» работу ферментов.

Наиболее известны такие чайные ферменты как полифенолоксидаза, пероксидаза, каталаза, инвертаза.

Эфирные масла в составе чая

Эфирных масел в составе чая очень мало (около 0,02%), но роль их огромна – они придают чаю его уникальный аромат. Сейчас насчитывают более 30 эфирных масел чая, которые весьма неоднородны по своему химическому составу.

Есть данные 1999 года по ароматическим компонентам чая, выявленным с помощью хроматографических методик. (Названия приводим аглийские, т.к. в большинстве своем переводить не имеет смысла – как пишется, так и читается. Ну, разве что не надо забывать, что Alcohol по-ихнему, это спирт по-нашему;-)))

Зеленым чаям аромат придают:

1) Indole.
2) Methyl Salicylate.
3) Jasmin Lactone.
4) Nerolidol.
5) Benzil Cyanide.
6) Benzil Alcohol.
7) 3, 4 Linalol Oxydol.
8) Linalol Derivatives.
9) Linalol.
10) 1, 2 Linalol Oxydol.

Улунам и черным чаям:

1) Cis-3-Hexanal.
2) Hexanoate.
3) Benzil Cyanide.
4) Indole.
5) Methyl Jasmonate.
6) Cis-Jasmone.
7) Linalol Oxydol 3,4.
8) Cis-3-Hexanol.
9) Benzoate.
10) Benzyl Alcohol.
11) Phenylethyl Alcohol.
12) Nerolidol.
13) Jasmon/Jasmin Lactone.

Из перечисленных веществ за ЗЕЛЕНЫЙ (травяной) аромат отвечают:

1) Hexanal.
2) Linalol Oxydol 1, 2.

Оба вещества являются продуктами окисления линалола.

За ФРУКТОВЫЙ аромат отвечает:

1) Cis-3-Hexanal Hexanoate.

За ЦВЕТОЧНЫЙ аромат отвечают:

1) Linalol.
2) Geraniol.
3) Phenylethyl Alcohol.
4) Benzyl Alcohol.
5) Beta Ionone, Cis-Jasmone.

За СМОЛИСТЫЙ («тяжелый цветочный») аромат отвечают:

1) Alpha Terpeniol.
2) Cedro.
3) Alpha Farunesen (Japan Tea Only).

За аромат СУХОФРУКТОВ :

1) Jasmin Lactone.

Свободные ароматические включения (придают разные отттенки):

1) Indole.
2) Benzil Cyanide.

Подавляющая часть этих веществ относится к т.н. терпеноидам – душистым, маслянистым и летучим веществам. Кроме терпеноидов к эфирным маслам относятся также некоторые углеводороды, спирты, кетоны, фенолы, эфиры, кислоты и др. Сейчас одних только терпеноидов открыто около 10 000. В современной медицине хорошо известны и используются около 2500 различных эфирномасличных растений.

Выделяют три группы терпеноидов (в зависимости от количества изопреновых звеньев):

1) Полутерпены (ароматические кислоты и альдегиды). Например, в чае это Methyl Salicylate. Как правило, за редким исключенем (например, валериана), полутерпены имеют слабо выраженный запах.

2) Монотерпены . Это основная группа ароматических эфирных масел, придающих аромат большинству растений – розе, жасмину, цитрусовым, герани, лаванде, мяте и др. Основной аромат чая получается именно благодаря монотерпенам, таким как индол, гераниол, неролидол, линалол и др.

3) Секвитерпены (их много всяких – алифатические, моноциклические и др.) Придают аромат, например, ромашке, липе, тысячелистнику, эвкалипту. В чае есть также, например Alpha Farunesen. Что любопытно, эфирные масла в воде не растворяются, но при взбалтывании с водой (именно поэтому при правильном заваривании надо помешивать заварку!) придают ей запах и вкус. На поверхности остывшей заварки, содержащей большое количество эфирных масел, как правило образуется радужная пленка. Это показатель высокого качества чая. Кроме того, эфирные масла чая жутко полезны, т.к. обладают сильной антибактериальной и противовоспалительной активностью.

В лабораторных условиях установлено, что при длительном хранении эфирные масла меняют свой цвет (темнеют) и запах (в худшую сторону). Именно поэтому чай нельзя хранить слишком долго – эфирные масла выветривются. При перегреве эфирные масла также разрушаются (именно поэтому заварку нельзя кипятить; да и вообще необходимо использовать при заваривании воду правильной температуры!).

Витамины в составе чая

1) Витамин С.
2) Витамин Р (и РР).
3) Витамины группы В.

Витамина С в свежем чайном листе содержится в 4 раза больше, чем в соке лимона или апельсина, но в процессе термической обработки значительная часть его разрушается. (Отсюда понятно, что больше всего витамина С в неферментированных чаях - белом, зеленом. Считается, что в среднем в зеленом чае витамина С в два раза больше, чем в черном). Однако, даже в сухой заварке доза витамина С более чем велика - 156-233 мг%. При заваривании в настой отдается до 70-90% этой дозы. Под действием кипятка витамин С практически не разрушается, так как находится в соединении с танинами.

Знакомая нам с детства «аскорбинка» является важнейшим средством поддержания энергетического тонуса организма, обеспечивая нормальный обмен веществ и работоспособность. Потребность в витамине С значительно возрастает при физических и умстенных нагрузках, во время болезни. В частности, благодаря высокому содержанию витамина С чай еще в прошлом веке был введен в обязательный армейский рацион.

Витамин Р (рутин) обладает антисклеротическим действием и необходим организму для обеспечения процессов клеточного дыхания и питания стенок сосудов. Рутин в сочетании с витамином С способствует накоплению витаминов в тканях организма, укрепляет стенки сосудов и капилляров, уменьшая их хрупкость и проницаемость. Витамин РР (никотиновая кислота) - обладает противоаллергическим действием. Для обеспечения суточной потребности организма в витамине Р необходимо в день выпивать 3-4 чашки крепко заваренного чая.

Витамины группы В очень хорошо сохраняются в чае на всех этапах его изготовления. Это тем более важно, что человеческий организм не накапливает запас этих витаминов и постоянно нуждается в его пополнении. Витамины группы В «отвечают» за нормальное состояние покровных тканей (кожи и волос), необходимы для нормальной работы печени и желез внутренней секреции, крайне важны для нормального функционирования нервной системы (особенно в экстремальных условиях), предохраняя ее от истощения.

О чайном кофеине

Итак, от чего зависит содержание кофеина в чае?

1) От размера листа. Чем меньше чайный лист, тем больше в нем кофеина. Понятно, что маленькими являются самые молодые чайные листочки. Если вы купили листовой чай, то после заваривания можно извлечь листик из заварника, расправить его и изучить его размер. Если листик целый и при этом его размер (длина) не более 1 - 1,5 - 2 см., то вам повезло, ваш чай содержит много кофеина.

2) От температуры воды, которой заливается сухая заварка. Чем горячее вода, тем больше кофеина выходит в настой. При этом необходимо помнить о том, что, например, заваривая зеленый или слабоферментированный улун кипятком (100 град.), мы напрочь убиваем его вкус и особенно аромат. Таким образом, кофеина больше в сухих листьях зеленого чая или улуна, но т.к. они завариваются более холодной водой, в итоге более кофеинистым оказывается черный чай.

3) От длительности заваривания. Кофеин является водорастворимым, и потому, чисто теоретически - чем дольше экспозиция заварки, тем больше кофеина выходит. Но на практике, через 8-15 мин. заваривания в настой начинают выходить всякие гадкие вещества (гуанин, напр., от слова «гуано» ;-)))), которые не только убивают вкус и аромат чая, но делают его чуть ли не ядовитым и сводят на нет эффект действия кофеина. Таким образом, максимум кофеина при минимальном ущербе для вкуса и аромата, мы получаем после 5-6 минут заваривания.

4) От условий сушки чайного листа в процессе его изготовления. Здесь максимальный риск существует для черных чаев, которые сушат в специальных духовках при высокой температуре. Любое случайное нарушение (в сторону увеличения) температурного режима разрушает кофеин. Отсюда логично предположить, что наиболее кофеинистыми являются неферментированные зеленые чаи, которые сушатся естественным образом.

5) От температурного режима в месте произрастания чая. Чем холоднее, тем медленнее растет чайный лист, и тем больше в нем содержание кофеина. В принципе, все элитные чайные сорта (например, Дарджилинг), выращиваются в экстремальных условиях, на северной границе чайного ареала.

6) От светового режима (времени прямого солнца) в месте произрастания чая. Чем больший солнцепек, тем больше концентрация кофеина в чайном листе. Подобные сильнокофеинистые чаи выращиваются по южной, экваториальной, границе произрастания чая (например, на Цейлоне). Но подобные «южные» кофеинистые чаи в отличие от «северных», как правило, сильно страдают по части вкуса и аромата. Например, японцы, выращивая элитный зеленый чай, даже специально его притеняют от солнца, чтобы убрать из листьев лишний кофеин (горечь).

7) От высоты над уровнем моря. Здесь просто, т.к. обычно чем выше, тем холоднее. Т.е. см. п.(5)

8) От особенностей почвы, на которой растет чай. В принципе, сейчас практически на всех крупных мировых плантациях чая его подкармливают минеральными удобрениями, либо подчеркнуто этого не делают, именуя чай гордым именем Organic Tea.

Короче: «А ты видел, чтобы я наши яблочки всякой гадостью поливал?» ;-))) Я иронизирую потому, что чайные плантации формируются десятилетиями или даже столетиями, т.е. почва неизбежно истощается и без разумного (!) внесения удобрений чай вырождается и превращается непонятно во что. Таким образом, качественный Organic Tea возможен только на сравнительно молодых плантациях, либо это полное ****, либо это всего-лишь очередной маркетинговый трюк («А я полива-а-а-л! Только когда никто не видел…» ;-))))

Вернемся к почве («чтобы стоять, я должен держаться корней»). Английские, кажется, исследователи установили, что на содержание кофеина в чае влияет концентрация цинка в почве. Чем больше Zn, тем больше кофеина в листьях. В принципе, цинк и для потенции полезен;-))) Не знаю, сделают ли плантаторы правильные агротехнические выводы;-)))

9) Если препарировать (о, какое слово! «там с ножами, с топорами, вивисекторы сидят!» (с) Н.Олейников) чайный кустик, то наибольшее содержание кофеина окажется конечно же в почках (типсах) и в листьях флеши (верхние 4 листочка чайной ветви). См. соответствующую маркировку на чайной пачечке!

В заключение добавлю, что органолептически количество кофеина в чае можно косвенно вычислить по явно выраженной горечи (в недорогих чаях) или по изысканой и довольно отчетливой терпкости (в элитных чаях). Чем больше горечи (терпкости), тем больше в чае кофеина.

Ханты-Мансийский автономный округ - Югра

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Лицей им. Г.Ф. Атякшева»

Направление: естественные науки и современный мир

Городская научно-практическая конференция обучающихся

«Наука. Природа.Человек. Общество»

Исследование химического состава чая

Исполнитель: Дядькова Анна Сергеевна,

9 класс,

Руководитель: Грибовская Галина Казимировна,

учитель биологии и химии

МБОУ «Лицей имени Г.Ф. Атякшева»

г. Югорск

2015 год

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Чай – полезный и любимый многими напиток. Сегодня его можно назвать напитком №1. Без него нельзя представить ни праздника, ни каждодневного стола. По примерным подсчетам он является основным напитком почти для 2,5 млрд. людей на земле. В России чай является самым популярным тонизирующим напитком и миллионы россиян употребляют чай в течение всего дня .Фитотерапевты многих стран утверждают, что постоянное потребление чая снижает риск возникновения онкологических заболеваний.

Чай пьем на завтрак, обед или ужин. В то же время мы редко задаемся вопросом, что содержит он и чем один вид чая отличается от другого? Может быть, зная состав различных чаев, мы использовали бы их иначе: иначе заваривали и иначе пили.

Цель работы: исследование химического состава чая различных сортов

Объект исследования: чай различных сортов

Предмет исследования: химические вещества, входящие в состав чая.

В соответствии с поставленной целью были сформулированы следующие задачи:

1) Изучить теоретический материал по теме исследования;

2)Провести анкетирование для выявления уровня знаний учащихся о чае;

3) Овладеть методикой исследования качества чая в условиях школьной лаборатории;

4) Исследовать образцы различных сортов чая и определить показатели качества;

Гипотеза исследования: в обычной школьной лаборатории можно выделить компоненты чая и провести опыты.

Методы исследования: теоретические (анализ и синтез), эмпирические (наблюдение, сравнение, эксперимент), математические (статистические, диаграммы, таблицы)

Практическая значимость исследования : раскрывает связь химии с жизнью, ориентирует на здоровьесберегающей поведение. Простота проведения эксперимента и доступность реактивов, выбранных для исследования, позволяют проводить данные опыты и в домашних условиях.

ГЛАВА I . ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Возникновение чая

О возникновении чайного напитка сложено немало легенд. Одна из них приписывает рождение чайного дерева мудрецу Та-мо. По преданию, мудрец прибыл в Китай с религиозной миссией, согласно которой должен был в течение семи лет не смыкая глаз молится во славу Великого Будды. Однако на пятом году молитвы сон все же одолел мудреца. Проснувшись в гневе, он вырвал себе веки и бросил их на землю. На том месте вырос чайный куст. Та-мо распознал все свойства чайного растения, стал употреблять этот целебный, придающий бодрость и энергию напиток, вскоре открывшийся всему миру. Открытие чайного растения связывают еще с одним именем - легендарным героем китайского эпоса Шэнь Нуном. Китайский народ свято верит в то, что Шэнь Нун был Вторым императором Китая (2737 г. до н.э.), научившим человечество земледелию, растениеводству и медицине. Согласно одной из версий легенды, в поисках новых целительных рецептов император испытывал на себе действие ядовитых растений. Однажды, приняв в течение одного дня около ста ядов, он не совладал с возможностями своего организма и упал без сознания прямо под кроной чайного дерева. В этот момент с чайного листа скатилась капелька росы и, попав на губы императору, вернула его к жизни. С тех пор чай стали употреблять как универсальное средство.

Созданию чайного напитка мир обязан древней цивилизации Китая, ставшей географической и культурной родиной этого волшебного напитка. Первые упоминания о чайном растении относятся к временам 5800- летней давности. А первая книга о чае под названием «Ча Цзин» («Чайный канон»), получившая одобрение и покровительство самого китайского императора, появляется уже в 780 г. н. э. Автор этого знаменитого труда - китайский поэт и философ Лу Ю описывает сорта чая, способы его выращивания и приготовления, ритуал и традиции чаепития. Однако традиционное отношению к чайному напитку сформировалось далеко не сразу. По началу чайное растение используется как ритуальное и лекарственное средство, употребляемое буддийскими монахами в эпоху Чунь Цю (770 - 476 гг. до н. э.). Несколько веков спустя от позднего периода Чунь Цю до начала Западной Хань (206 г. до н. э. - 8 г. н.э.) чайные листья начинают употреблять в пищу. Существовало множество рецептов блюд с использованием чайного растения, существенно отличающихся от современных представлений о чайном напитке. Так, согласно одному и самых известных способов приготовления, чайные листья сминались в своеобразные лепешки, подсушивались на огне, а затем заливались кипятком и смешивались со специями, рисом, солью и другими компонентами в зависимости от традиций. Результатом подобных экспериментов становится возникновение плиточного чая, который получает распространение в Китае с VII в. н. э. Плиточный чай представлял собой измельченный спрессованный в небольшие пилюли чайный лист, который в процессе приготовления разогревался над паром, растирался в порошок, а затем варился в подсоленной воде. На смену плиточному чаю в эпоху династии Тан (618 - 906 г.г. н. э.) приходит традиция порошкового чая. С данного времени чай приобретает статус элитного национального напитка и распространяется исключительно в кругу китайской аристократии. В этот же период Китай начинает вести чайную торговлю по Шелковому пути. Так о существовании чая впервые узнают жители Индии, Турции, Средней Азии.

В Европу чай впервые был завезен португальцами в 1517 году и получил распространение в узком кругу португальского королевского двора. Следующую попытку сделали голландские купцы в 1610 году. Так чай впервые был завезен в нидерландские города Амстердам и Антверпен. В 1664 году ост-индская компания купила у голландцев два фунта чая и вручила в качестве подарка королю Англии Карлу II. Супруга короля, португальская принцесса Катарина Брагансская приучила пить чай английскую знать. С тех пор чайный напиток получил повсеместное распространение в Западной Европе. Именно черный чай появился в Лондоне лишь в 1839 году и вскоре приобрел огромную популярность. Росту популярности черного чая способствовало появление подделок зеленого чая (фальсификаторы смешивали зеленый чай с листьями других растений) это вывело черный чай на лидирующие позиции. В те времена считалось, что черный и зеленый чаи - разные растения. Лишь спустя некоторое время стало известно, что они отличаются способом обработки.

Россия впервые знакомится с чайным напитком в 1618 году, когда послы из Китая преподносят российскому царю Михаилу Федоровичу Романову несколько ящиков превосходного китайского чая. А в 1679 году Россия заключает первый торговый договор, согласно которому чай поставлялся из Китая в Россию караванами через юго-восточную Сибирь и Среднюю Азию. Необходимо отметить, что массовому употреблению чая в России способствовал Петр I, со времен которого чай стал традиционным русским напитком.

История отечественного чая берет свое начало с чайного куста, который был впервые высажен в 1817 году в Никитском ботаническом саду в Крыму. Первые плантации были заложены в 1884 году в Грузии, а немного позже - в 1900 году - в Краснодарском крае.

Обилие грузинских и краснодарских чаев на отечественном рынке практически вытесняет высококачественные китайские и цейлонские чая.

1.2 . Классификация чая

Внешний вид, аромат, вкус настоя и прочие характеристики чая в значительной степени определяются тем, насколько долго и в каком режиме проводится ферментативное окисление чайного листа перед окончательной сушкой. Выделяются следующие категории чая, в зависимости от степени окисления:

Зеленый чай (англ. green) – неокисленный или слабо окисленный (наименование «зеленый» он имеет во всех классификациях). Листья предварительно фиксируются паром температуры 170–180 °C (необязательно); окисление либо вообще не проводится, либо продолжается не более двух дней, после чего принудительно прекращается нагревом. В итоге чай окислен на 3–12 %. В сухом виде он имеет зеленый цвет (от салатового до темно-зеленого, в зависимости от особенностей изготовления), настой – неяркого желтоватого или зеленоватого цвета, в аромате отчетливо выделяется «травяная» нотка (может быть похож на запах сухого сена), вкус терпкий, может быть чуть сладковатым (но не горьким – горчат только низкокачественные или не- правильно заваренные чаи, в частности, перестоявший зеленый чай). По литературным данным, именно в зеленом чае должно сохраняться максимальное количество витамина Р.

Черный чай (англ. black) – сильно окисленный; (наименование «черный» – европейское, применяется также в Америке, Индии и Шри-Ланке; в Китае и других странах Юго-Восточной Азии такой чай называется «красным». Листья проходят длительное окисление, от двух недель до месяца (существуют укороченные процессы, когда чай окисляется с применением других технологических операций, но они дают продукт худшего качества из-за сложности контроля над ними). Лист окисляется почти полностью (на 80 %). В сухом виде такой чай имеет темно-коричневый или почти черный цвет. Его настой – от оранжевого до темно-красного. В аромате могут выделяться цветочные или медовые нотки, вкус характерный, терпкий, не горчит. Прочие чаи находятся по степени окисления между черным и зеленым, либо выделяются какими-то технологическими особенностями приготовления. Все нижеперечисленные виды чаев производятся, в основном, в Китае или на Тайване.

Белый чай – чай из типсов (нераспустившихся чайных почек) и молодых листьев, прошедший минимальное количество стадий обработки в процессе производства, обычно только завяливание и сушку. Среди белых чаев есть чисто типсовые и приготовляемые из смеси типсов и листов. В сухом виде имеет светлый, желтоватый цвет. Поскольку листья не подвергаются скручиванию, чаинки достаточно крупные и легкие, в воде они быстро раскрываются. Настой желто-зеленоватый, более темный, чем настой зеленых чаев. Настой имеет цветочный аромат, сладковатый вкус и оставляет приятное, сладковатое послевкусие. Белый чай очень чувствителен к режиму заваривания.

Улун (англ. oolong), в России встречается наименование «красный чай », в Китае его иногда называют «бирюзовым» или «сине-зеленым»), окисление продолжается от двух до трех дней, достигая 30–70 %. Внешний вид и характеристики улунов сильно зависят от технологии и конкретной степени окисления, но все улуны имеют очень характерный вкус, который не позволяет спутать их с другими видами чаев. .

1.3. Влияние чая на организм человека

Чай употребляется как целительное средство гораздо дольше, чем просто тонизирующий напиток на каждый день. Его считали лекарством от многих болезней еще в 2000 г до н.э. В 7 веке были написаны первые медицинские тракты, повествующие об уникальных свойствах этого растения. Вытягивающего из недр земли все самое полезное, а потом, с тем же успехом, отдающего все эти «полезности» в настой. Сейчас, когда чай неоднократно протестирован, подвергнут многочисленным лабораторным исследованиям, когда тысячи ученых подтвердили то, о чем древние люди только догадывались, можно смело утверждать, что другого природного продукта с таким универсальными характерами в мире просто не существует!

Известно, что калорийность свежего чайного листа почти в 25 раз выше калорийности пшеничного хлеба, что объясняется высоким содержанием в чае белковых веществ. Подсчитано, что чашка чая с одной столовой ложкой молока и куском сахара содержит 40 калорий. Это свойство «молодого листа» давно взятого на вооружение путешественниками, моряками, геологами – уж они то никогда не забудут взять в поход этот напиток, считая его просто незаменимым в экстремальных условиях.

Кому неизвестно, что в случае пищевого отравления, при острых расстройствах желудочно-кишечного тракта, чай остается, фактически, единственным продуктом питания, который позволяется употреблять заболевшему?! В таких случаях «чайная пауза» - лучшее средство «угомонить» желудок. Чай облегчает пищеварение при переедании, особенно если вы позволили себе с избытком полакомится чем – то жирным. Полифенолы чая уменьшают риск появления язвенной болезни желудка.

Благодаря большому содержанию фтора чай является великолепным средством, предотвращающим образование кариеса. Однако, это верно при условии, если вы не добавляете в напиток сахар, способствующий порче зубов.

Лабораторное исследование, проведенные американским ученным, показали, что экстракт чая уменьшает легочные опухоли, вызванные табачным канцерогенами, и способствует извлечению начальной стадии рака кожи, возникающего из – за прямого воздействия ультрафиолетовых лучей.

Ученные отмечают, что под воздействием чая увеличивается способность мозга усваивать и перерабатывать получаемые впечатления, улучшается внимание и облегчает процесс создания идей. В отличие от других стимулирующих средств, включая кофе, чай никогда не приводит к сверхвозбуждению нервной системы, несмотря на то, что напиток является стимулятором благодаря чайному кофеину, или танину. Но танин обладает важным преимуществом: он не накапливается в организме, что исключает опасность кофеиновой интоксикации. Кроме того, благодаря танину бодрящий эффект от чая появляется медленнее, зато длится дольше (6 часов, вместо 2 - кофе). Через чай мы получаем в сутки поистине микроскопическую дозу кофеина – 0,01 г, в то время как стимулирующая суточная доза, допускаемая фармакологами, по меньшей мере, в 30 раз больше!

Доказано, что чай ликвидирует спазмы сосудов, расширяет их и, тем самым, облегчает процесс кровообращения, создает нормальное кровяное давления.

При гипертонии катехины чая, употребляемые в более концентрированном виде в качестве препарата, снижают кровяное давление.

Содержащиеся в чае витамин Р предохраняет организм от возможных кровоизлияний. Чай превосходно действует на кроветворение, улучшает состав крови, повышает количество красных телец, потому рекомендуется для лечения анемии.

Современные исследования показывают, что катехины чая способны защищать хромосомы (наследственный аппарат) от повреждающего действия различных факторов, ускоряют выведение из организма радиоактивного стронция.

Основной активный компонент чайного листа – кофеин . Он возбуждает действие сердечной мышцы, расширяет сосуды мозга.

Теофиллин , входящий в состав чайного листа, оказывает сильное стимулирующее действие на почки, расширяет кровеносные сосуды сердца, расслабляет гладкую мускулатуру внутренних органов и таким образом может снимать спазмы желчных путей или бронхов, а также в какой-то мере снижать риск возникновения инфаркта миокарда.

Чайный танин - особая фракция дубильных веществ, которая по своему фармакологическому действию подобна витамину Р, обладающему способностью укреплять стенки капиллярных кровеносных сосудов и тем предотвращать внутренние кровоизлияния.

Танины чая способствуют накоплению витамина С во всех органах, обеспечивают наиболее полное усвоение этого жизненно важного для организма витамина и, таким образом, предотвращают развитие многих заболеваний. Танины чая, особенно в комбинации с витамином С оказывают выраженное противовоспалительное действие.

Крепкий чай можно давать в качестве средства первой помощи при отравлениях (как средство, возбуждающее при угнетении органы дыхания и сердечную деятельность).

Но нужно помнить, что крепкий чай противопоказан при сердечных заболеваниях, сопровождающихся нарушением ритма, а также при неврозах, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Если в пожилом возрасте человек страдает запорами, то пить крепкий чай ему не рекомендуется. Поскольку крепкий чай повышает давление, его не стоит пить при гипертонической болезни. Смягчает действие чая молоко.

Исследования, проведенные в США, в Германии и Японии, показали, что чай «Каркаде» в своем составе имеет практически все витамины в полезных для человеческого организма количествах, укрепляет стенки сосудов, стабилизирует кровяное давление, обладает спазматическим и мочегонным действиями, улучшает выработку желчи и защищает печень от вредных воздействий.

1.4. Химический состав чая

Чай - это сложнейшее по своему химическому составу растение. Оно содержит более 300 химических веществ и соединений (Приложение 1).

Чайный лист состоит из воды, сухих веществ, экстрактивных веществ, алкалоидов, фенольных соединений, углеводов, азотсодержащих веществ неалкалоидной природы, гликозидов, пигментов, органических кислот, минеральных веществ, эфирных масел, альдегидов, смол, витаминов и ферментов.

Вода - главная составная часть чайного листа и та среда, в которой происходит взаимодействие веществ. Высокое содержание воды способствует энергичному протеканию биохимических реакций, а её дефицит приводит к снижению активности ферментных систем и, следовательно, к замедлению скорости протекания реакций.

Сухие вещества можно условно разделить на растворимые в горячей воде и нерастворимые. К первой группе относятся вещества, положительно влияющие на качество чая: фенольные соединения (танин, катехины, фенолкарбоновые кислоты и т. д.), эфирные масла и альдегиды, кофеин, теобромин и теофиллин, аминокислоты, витамины, ферменты, водорастворимые углеводы, микро- и макроэлементы и др. Ко второй группе относятся балластные вещества, т. е. отрицательно влияющие на качество чая: высокомолекулярные полимеры (целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, протопектин, пектиновая кислота), хлорофиллы, нерастворимые белки и т. п.

Экстрактивными веществами или экстрактом называют водорастворимую фракцию сухого вещества. Нерастворимую фракцию, состоящую из балластных веществ, которые остаются в чае после заваривания, называют разваркой. Чем больше экстрактивных веществ, тем выше качество и биологическая ценность чая.

Алкалоиды - азотсодержащие вещества, широко распространённые в растительном мире. В чайном листе содержатся также алкалоиды, которые принадлежат к гетероциклическим соединениям и представляют собой органические основания, поэтому они дают соли с кислотами (винной, яблочной, лимонной и др.).

В чайном растении образуется и накапливается преимущественно кофеин, содержание которого может достигать 2-3%. Высокое содержание кофеина в чае указывает на его качество.

Кофеин широко применяется в медицине как стимулятор ЦНС, вызывает повышение жизнедеятельности всех тканей организма, усиливает обмен, дыхание и кровообращение, возбуждение корковых процессов, обладает также диуретическим действием. Субъективно общий эффект от физиологического воздействия кофеина на организм человека часто связывают с подъёмом активности, бессонницей и способностью сосредоточиться на утомительных работах. Такой эффект длится примерно 30 мин. Несмотря на то что кофеин в организме не накапливается, чрезмерное потребление чая (более 600 мг кофеина в день, что соответствует примерно 6 чашкам чая) может привести к своеобразному наркологическому заболеванию - «кофеизму» (беспокойство, сердцебиение, бессонница, головная боль и т. д.).

Фенольные соединения. Эта группа составляет наиболее ценную часть зелёного чайного листа и представлена в основном катехинами и их галловыми эфирами. Фенольные соединения включают в себя свыше 30 близких по природе соединений, их содержание достигает 25% сухой массы чайного листа. На катехины приходится 60-70% всех фенольных соединений. Они принимают участие в окислительно-восстановительных процессах, которые протекают при ферментации чайного листа, и тем самым влияют на вкус, цвет настоя и частично - аромат готового чая. Кроме катехинов в чайном листе присутствуют гликозиды, а также простые полифенолы - фенолкарбоновые кислоты.

Галловая кислота в чайном растении содержится как в свободной, так и в связанной форме.

Эллаговая кислота в незначительном количестве содержится в японском чае.

Кофейная кислота обнаружена в индийском чайном листе ассамской разновидности.

Углеводы - важная группа химических соединений, входящих в состав чайного растения.

Водорастворимые углеводы - глюкоза и фруктоза имеют одинаковую эмпирическую формулу С 6 H 12 О 6 . Они отличаются тем, что в глюкозе содержится альдегидная группа, а во фруктозе - кетонная: При соединении одной молекулы глюкозы и одной молекулы фруктозы образуется дисахарид - сахароза.

Со временем в чайном листе увеличивается содержание моносахаридов и сахарозы.

Среди полисахаридов в чае обнаружены целлюлоза, гемицеллюлоза и крахмал. Целлюлоза - основной структурный полисахарид клеточной стенки растения. В зависимости от вегетационного периода содержание целлюлозы составляет от 6 до 10%. По мере старения листа её количество резко увеличивается. В производстве чая её считают балластным веществом, так как она не участвует в формировании качественных показателей продукции.

Азотсодержащие вещества не алкалоидной природы представляют собой белковые вещества, аминокислоты и амиды чая. Белки - сложные высокомолекулярные природные соединения (полипептиды), построенные из остатков А-аминокислот. Белки делятся на простые, или протеины, и сложные, или про теиды. Протеины состоят из остатков аминокислот, а протеиды - из протеинов, с которыми прочно связаны соединения небелковой природы (углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты, металлы и т. д.).

Флавонолы в чайном листе представлены моно-, ди- и тригликозидами трёх агликонов - кемпферола, кверцетина и мирицетина: обусловливают целую гамму различной окраски.

Антоцианы - пигменты, объединяющие группу красящих веществ растений, которые участвуют в окраске плодов, листьев, цветков и других органов растений. Они состоят из агликонов - антоцианидинов и углеводной части, которая в основном представлена глюкозой, рамнозой и галактозой.

Лейкоантоцианы - вещества, которые накапливаются в органах чайного растения в сравнительно меньшем количестве, чем другие гликозиды.

Органические кислоты выполняют в жизни растения весьма важные и многообразные функции. В чае содержатся такие кислоты, как лимонная, яблочная, щавелевая, янтарная, а также уксусная, пировиноградная, кетоглутаровая, щавелево-уксусная и ряд кислот фенольной природы.

Минеральные вещества содержатся как в чайном листе, так и в готовой продукции. В состав минеральных веществ входят калий, фосфор, кальций, магний, сера, железо, марганец, фтор и др. Существует прямая корреляция между качеством чая и содержанием в нём растворимой части минеральных веществ.

Витамин С. Чайный лист богат витамином С (L -аскорбиновая кислота). Однако в процессе переработки чайного листа содержание этого витамина резко уменьшается, особенно при ферментации и сушке. Это происходит вследствие того, что витамин С принимает самое активное участие в окислительно-восстановительных процессах.

Витамин B (тиамин, аневрин). Этот витамин содержит ядра пиримидина и тиазола.

Витамин В 2 (рибофлавин, лактофлавин). Это азотистое основание жёлто-оранжевого цвета, которое содержит остаток пятиатомного спирта рибита.

Таким образом, знакомство с химическим составом чая показывает, что природа создала в чайном листе своеобразный химический склад.

ГЛАВА II . ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Результаты анкетирования учащихся

Для подтверждения популярности напитка, а также для выявления уровня знаний учащихся о чае было проведено анкетирование.

Вопросы анкеты.

Какой чай вы употребляете: А) черный, Б) зеленый В) Фруктовый, Г) Травяной?

Сколько раз в день вы употребляете чай: А)1-2, Б)3-4 В) более 4 Г) не пью?

Какой химический состав имеет чай?

Знаете ли вы о пользе чая для организма?

В анкетировании приняло участие 25 человек, учащиеся 9-х классов.

Таблица №1 Анкетирование учащихся

Предпочтение к употреблению чая

Результат опроса, количество учащихся в процентах(%)

Разновидность чая

Черный

Зеленый

Фруктовый

Травяной

Количество раз день

1-2

3-4

Более 4

Не пью

Химический состав чая

Знаю

Не знаю

Влияние на организм

Да

Нет

Как показало анкетирование , предпочтение отдают черному чаю, т.к. этот напиток более привычный и традиционный (72%).Оказывается, о полезных свойствах зеленого чая знают не многие (22%). 3-4 раза в день выпивают 63% ,это говорит о популярности напитка, более 4 -15%,совсем не пьют чай 2% опрошенных. Химический состав чая знают единицы(2%). Большинство учащихся не знают о пользе чая для организма (78%).

2.2. Материалы и методы исследования

Из всех рассмотренных нами методик исследования качеств чая выбрали наиболее приемлемые для нас в условиях школьной лаборатории. Мы провели исследования свойств пяти образцов чая. (Приложение 3)

Пакетированный зелёный чай (Пиала Gold );

Пакетированный черный чай (Akbar );

Пакетированный фруктовый чай (Lipton Tropic fruit );

Черный крупнолистовой;

Зеленый крупнолистовой.

Опыт №1 Качественная реакция на кофеин

На фарфоровую пластину поместили 0,1 г чая, добавляли 2-3 капли концентрированной азотной кислоты. Смесь осторожно выпарили досуха. В результате окисления кофеина образуется тетраметилаллоксантин оранжевого цвета. При реакции с концентрированным раствором аммиака это вещество превращается в пурпурат аммония.

Данные анализа сравнивали с эталоном, полученным из таблетки цитрамона, содержащего 43% кофеина.

Опыт №2 Определение витамина С в чае

Это определение проводим с помощью йодометрического метода. Помещаем в колбу 2 мл чая и добавляем воду до объёма 10 мл, а затем немного раствора крахмала. Далее по каплям добавляли раствор иода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего 10-15 с. Техника определения основана на том, что молекулы аскорбиновой кислоты легко окисляются иодом. Как только иод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая же капля, прореагировав с иодом, окрасит иод в синий цвет.

Опыт №3 Определение кислотно-щелочного баланса

В пробирку с чаем, опускали индикаторную бумажку для определения рН, а затем сравнивали её с эталоном.

Опыт №4 Определение танина в чае

К 1 мл раствора чая добавляли 1-2 капли хлорида железа (Ш). При наличии танина в чае наблюдали появление тёмно-фиолетового окрашивания. Содержание танина в чае определяли визуально-колориметрическим методом.

Опыт №5 Получение экологически чистого кипятка.

Для приготовления ароматного, вкусного, полезного чая нужна достаточно чистая вода. Водопроводная вода, как известно, содержит много нежелательных и даже токсичных примесей. Это могут быть ионы металлов, прежде всего железа, меди и цинка. Предлагаем дополнительный способ очистки воды в электрочайниках с помощью таблеток активированного угля.

Для этого понадобится активированный уголь в таблетках, который продается в аптеках и очень дешев. Одноразовые пакетики можно изготовить из одноразовых пакетиков для заваривания чая. Для этого использованный пакетик высушивают, вскрывают его нижнюю кромку ножницами, высыпают использованную заварку и помещают туда 2 таблетки активированного угля (на 1л.). Кромку пакета заворачивают и герметизируют с помощью степлера. Полученный фильтр на ниточке помещают в электрочайник, включают его и как обычно получают кипяток для чая. При нагревании воды до температуры кипения происходит интенсивное поглощение активированным углем ионов металлов и вредных органических веществ. В результате получают 1л. экологически чистого кипятка.

2.3. Результаты исследования и их обсуждение

При сравнении органолептических показателей пяти видов чая выявили, что все образцы соответствуют установленным нормам. Аромат достаточно нежный, вкус средней терпкости. Настои зеленого чая имеют светло-желтый оттенок, прозрачны. Черный и фруктовый чаи имеют яркий и прозрачный настой. Внешний вид мелкого чая ровный, однородный. Листовой чай по структуре неровный, скрученный.

Таблица №2 Органолептические показатели образцов чая

Наименование показателя

Образцы чая

Аромат и вкус

Нежный аромат, приятный с терпкостью вкус

Достаточно нежный аромат средней терпкости вкус

Полный букет, тонкий нежный аромат, приятный сильно-терпкий вкус

Слабый аромат, терпкий вкус

Настой

Прозрачный, светло-зеленый с желтоватым оттенком

Яркий, прозрачный «средний»

Яркий, прозрачный, «средний»

Яркий, прозрачный, интенсивный, «вышесредний»

Прозрачный, светло-желтый

Внешний вид чая (уборка):

листового

Неровный, недостаточно скрученный

мелкого

Ровный, однородный

гранулированного

Появление вещества оранжевого цвета, а затем коричневого и сравнение опытного образца с эталоном говорит о наличии в чае кофеина. Установлено, что в черном чае его содержится больше. Витамина С больше в крупнолистовом и фруктовом пакетированном чае (образцы под номерами 3 и 4). Вещество танин был обнаружен по появлению темно-фиолетового окрашивания при добавлении к чаю раствора хлорида железа. Танин есть в каждом из образцов чая. При определении рН среды выявили, что все исследуемые виды чая имеют нейтральную среду.

Таблица №3. Сравнение химических показателей образцов чая

Химический показатель качества чая

1

2

3

4

5

Кофеин

Изменение окраски смеси

Норма

Изменение окраски смеси

Изменение окраски смеси

Изменение окраски смеси

Витамин С

Насыщенный темно-синий цвет раствора

Цвет раствора приобрел темно-коричневую окраску

Общая кислотность pH водного раствора

Нейтральная среда

Танин

Темно-фиолетовое окрашивание раствора

Провели опыт по изменению окраски (антоцианов - красящих веществ) в зависимости от реакции среды. Наиболее интересные опыты по изменению окраски мы провели с фруктовым чаем. К напитку добавляли небольшие количества щелочи и наблюдали изменения окраски от ярко-красного до ярко зеленого. Универсальной индикаторной бумажкой измеряют рН среды.

Таблица №4. Изменение окраски чая Фруктового в зависимости от рН среды.

рН

Цвет раствора

3,0

Ярко- красный

5,0

Красный

6,0

Красно-коричневый

7,0

Коричнево-черный

8,0

Коричнево- зеленый

10,5

Болотный

Ярко зеленый

Для приготовления ароматного, вкусного, полезного чая нами была приготовлена чистая вода. Водопроводная вода, как известно, содержит много нежелательных и даже токсичных примесей Полученный фильтр на ниточке поместили в электрочайник, включили его и получили кипяток для чая. При нагревании воды до температуры кипения происходит интенсивное поглощение активированным углем ионов металлов и вредных органических веществ. В результате получили 1л. экологически чистого кипятка.

ВЫВОДЫ

1.Изучили теоретический материал по теме исследования, выявили химический состав чая, его полезные свойства.

2.Провели анкетирование для выявления уровня знаний учащихся о чае. Результаты показали, что большинство учащихся предпочитают чёрный чай, пьют его 3-4 раза в день. О химическом составе чая учащимся практически ничего не известно.

3.Овладели методикой исследования качества чая в условиях школьной лаборатории. Опыты оказались достаточно простыми.

4.Исследовали образцы различных видов и марок чая и определили показатели качества. По химическим показателям образцы под номерами 1,3,4,5 содержат кофеин. Вещество танин был обнаружен по появлению темно-фиолетового окрашивания при добавлении к чаю раствора хлорида железа. Танин есть в каждом из образцов чая.

Гипотеза подтвердилась. Действительно в обычной лаборатории можно выделить составные компоненты чая и провести с ними опыты. Мы доказали это своим исследованием. Также были даны рекомендации для правильного употребления чая.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Биологический энциклопедический словарь. Гл. ред. М.С. Гиляров, А.А. Баев –М.: Сов. Энциклопедия, 1989

Коробкина 3.В. Товароведение и экспертиза вкусовых товаров. - М.: Колос С, 2003.

Ольхин О. Опыты без взрывов. - М.: Химия, 1986.

Смоляр В.И. Рациональное питание. - Киев: Наукова думка, 1991.

Стёпин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Занимательные задания и эффектные опыты по химии. - М.: Дрофа, 2002.

Тюкавкина Н.А. Органическая химия. - М: Дрофа, 2008.

Цоциашвили И.И. Химия и технология чая. - М.: Агропромиздат, 1989.

Дубильные вещества

30

Белки

16

Сахара

До 2

Кофеин

5

Теофиллин

Незначительное

Клетчатка

Незначительное

Крахмал

Незначительное

Витамин С

Незначительное

Витамин В

Незначительное

Витамин К

Незначительное

Витамин Р

Незначительное

Витамин РР

Незначительное

Каротин (провитамин А)

Незначительное

Калий

Незначительное

Кальций

Незначительное

Магний

Незначительное

Железо

Незначительное

Марганец

Незначительное

Медь

Незначительное

Приложение 2

Результаты анкетирования

Рис.1. Предпочтение к употреблению различных видов чая

Рис.2. Количество употребления чая в день

Рис.3. Знания о химическом составе чая Рис.4. Знания о пользе чая для организма

Приложение 3

Техника эксперимента

Опыт №1

Цель: проведение качественной реакции на кофеин

Опыт №2

Цель: определение витамина С в чае.



Опыт №3

Цель: определение кислотно-щелочного баланса.





Опыт №4

Цель: определение танина в чае.



Опыт №5

Цель: получение экологически чистого кипятка.



Приложение 4

Правила употребления чая

Не пить чай натощак – это может быть вредно для пищеварительной системы.

Не пить слишком горячий или слишком холодный чай. Горячим можно обжечься, а от холодного банально застудить горло.

Не пить чересчур крепкий чай. Высокая концентрация кофеина в таком напитке плохо влияет на самочувствие человека. Особенно, не рекомендуется пить крепкий чай людям, страдающим , глаукомой, при обострении язвы желудка.

Не заваривать чай слишком долго – это ухудшает его вкусовые и питательные качества.

Не запивать чаем лекарства, так как они могут плохо усваиваться. Лекарства вообще лучше всего запивать чистой водой.

Не заваривать многократно черный чай.

Не пить вчерашний чай – он не только не содержит полезных веществ, но и может навредить организм

Приложение 5. Как правильно заваривать чай

Для того чтобы получить настоящее удовольствие от чая его нужно правильно заварить. Приготовить хороший чайный напиток несложно, для этого нужно просто соблюдать некоторые правила. Для того чтобы чай получился хорошим, в первую очередь хорошей должна быть вода. В Древнем Китае воду для заварки привозили из горных источников, а во Вьетнаме зелёный чай раньше заваривали исключительно дождевой водой. Для заварки необходимо чтобы вода была чистая и мягкая. Сильно хлорированную воду нужно отстоять. Желательно чтобы вода проходила через специальные водоочистительные фильтры. Для того чтобы заварить чай вода должна кипеть. Вода проходит три стадии кипения. Первая стадия воды характеризуется появлением небольшого количества пузырьков, которые образуются на боковых поверхностях чайника. Затем начинается очень большое образование пузырьков, вода начинает заметно кипеть. Это вторая стадия кипения воды, из-за того, что её поверхность из-за обилия пузырьков начинает белеть, эта стадия ещё называется «белым ключом». Это стадия довольно непродолжительная и быстро переходит в третью стадию. Для заваривания чая нужна вода именно второй стадии кипения т. к. долго кипящая вода считается непригодной для заваривания чая, хотя, к сожалению, уловить эту стадию бывает непросто. Хорошей водой нужно заваривать хороший чай. Желательно покупать чай в специализированных магазинах, где риск купить подделку или некачественный чай существенно снижается. Аромат чая во многом определяется эфирными маслами, которые образуются в пене чая, поэтому после заваривания чая рекомендуют размешать ложечкой образовавшуюся пену. Время заварки зависит от вида чая. Чёрный чай рекомендуют заваривать 4-6 минут и не более 8 минут, ароматизированный чай нужно заваривать не более 3 минут, некоторые виды зелёного чая настаиваются до 15 минут.

Приложение 6 Чай пить не рекомендуется:

1 . При обострении язвы желудка;

2 . При гипертонии;

3 . При любых заболеваниях, сопровождающихся высокой температурой;

4 . При обострении заболеваний почек;

5 . При беременности, когда есть склонность к токсикозам;

6 . При психастении, сопровождающейся повышенной возбудимостью, бессонницей и т.п.;

7 . Крепкий чай не рекомендуется употреблять при любых заболеваниях, которые протекают в тяжелой форме или в период обострения.

Несмотря на то, что чай очень полезен, следует ограничить употребление крепкого черного чая детям и подросткам.

Потребление чая существенно увеличивается в последние годы, что объясняется вкусовыми качествами и тонизирующими свойствами чая. Это обуславливается химическим составом.

По разным данным в чае содержится около 300 химических элементов. Но надо отметить, что в процессе роста чайных листьев, в зависимости от технологии их обработки и приготовления чая соотношение веществ, содержащихся в напитке, который мы пьем, меняется. Вместе с тем меняются и полезные свойства чая.

Пищевая ценность чая обусловлена содержащимися в нем растворимыми и нерастворимыми в воде веществами (дубильные вещества, кофеин и т.д.).

Дубильные вещества – это танин. Представление о том, что танин придаёт чаю горечь, неверно. Если в свежем чайном листе танин действительно обладает горьким вкусом, то после фабричной обработки эта горечь исчезает и танин в чае приобретает приятную терпкость, придающую основной вкус настою чая . Содержание дубильных веществ зависит от климатических условий произрастания чая. В период дождей их количество уменьшается, а в солнечную погоду – увеличивается. Как правило, содержание танина в зелёных чаях значительно выше, чем в чёрных. Чем больше в сухом чае дубильных веществ и соединений, тем выше качество настоя, лучше цвет, терпкость и аромат.

Эфирные масла помимо приятного аромата несут пользу здоровью – помогают организму бороться с бактериями и останавливать воспалительные процессы.

Алкалоиды – к их числу относится кофеин, оказывающий возбуждающее действие, поэтому чай издавна считается напитком бодрости. В чистом виде он представляет собой бесцветное, не имеющее запаха, но горькое на вкус вещество, Кофеин чая не накапливается в организме, а выводится из него, поэтому чаи можно пить больше, чем других напитков, содержащих кофеин .

Аминокислот в чае обнаружено семнадцать. Аминокислоты при взаимодействии с сахарами, а также танином и катехинами в условиях повышенных температур в процессе производства чая образуют альдегиды и таким образом принимают участие в образовании аромата чая.

Пигменты – придают чайному напитку великолепную окраску и самые разнообразные оттенки, которые в зависимости от типа и сорта чая могут быть от светло-желтого до красно-коричневого цвета .

Углеводы – растворимые: сахароза, фруктоза и глюкоза; не растворимые – крахмал, целлюлоза и др. Чем выше в чае процент содержания углеводов, тем ниже его сорт. Поэтому углеводы являются своего рода балластом для чая .

Зольные элементы – в чае высшего сорта найдено много калия и фосфора. Калий способствует нормализации деятельности сердца. В низких сортах чая преобладают натрий, кальций, магний .

Пектины – имеют немаловажное значение для сохранения качества чая: с ними связано такое физическое свойство чая, как его гигроскопичность. При недостатке в чае пектиновой кислоты его гигроскопичность резко повышается, а, следовательно, чай портится быстрее. Большое их количество содержится в хороших сортах чая .

Физиологическую ценность чая во многом определяет содержание витаминов. Среди водорастворимых витаминов в чайном листе обнаружены и изучены витамины В 1 (тиамин), В 2 (рибофлавин), В 3 (пантотеновая кислота), С (аскорбиновая кислота), РР (никотиновая кислота) и Р (группа флавоноидов). Из жирорастворимых витаминов в листьях чая представлены А (ретинол), К (филлохинон) и Е (токоферол). Основным витамином чая является витамин Р, он укрепляет стенки кровеносных сосудов, предотвращает внутренние кровоизлияния .

Таким образом, химический состав чая может оказывать существенное влияние на его качество и формулировать потребительские предпочтения покупателей.

Чай - популярный напиток, армия его поклонников не становится меньше, наоборот, в последние годы все больше людей стало интересоваться историей происхождения чая, свойствами этого напитка. И черный, и зеленый чай - продукты, полученные с одного чайного куста. Их различие только в степени и методе обработки чайного листа. Хотя именно эти обстоятельства оказывают влияние на состав черного чая и его полезные свойства.

Что входит в химический состав чая

Более 200 лет люди занимаются исследованием чая, чтобы выявить все компоненты и узнать, насколько он полезен. До сих пор не все ингредиенты чая обнаружены и исследованы. Но и сейчас уже ясно, что чай является очень сложным по химическому составу растение. В нем почти 300 веществ. До 50% обнаруженных веществ относится к растворимым в воде (экстрактивным), в черном чае - до 40%.

В черном составе в разных количествах содержатся следующие компоненты:

• витамины группы B,
• витамины P, K, A,
• дубильные вещества,
• аминокислоты,
• кофеин,
• магний,
• железо,
• натрий,
• калий,
• фтор,
• цинк,
• медь,
• кальций.

В чашке заваренного черного чая содержится 5 ккал, в сухом виде калорийность составляет 150 ккал на 100 г.

Действие компонентов чая на организм

В составе чая очень много дубильных веществ. Они составляют до 30%. Терпкий вкус чая объясняется наличием в нем танина. В черном чае его меньше, чем в зеленом, поскольку более половины его ферментировано. Танин делает чай резким на вкус, придает ему ярко выраженный чайный аромат. В цейлонском и индийском чае танина больше, чем в китайском. Это вещество обладает ранозаживляющим, кровоостанавливающим, бактерицидным, вяжущим, противовоспалительным действием. Крепко заваренный черный чай может заменить мощное дезинфицирующее средство при обработке ран.

Чай лидирует среди растительных культур по содержанию витамина P. Этот компонент не вырабатывается организмом человека, но он необходим для нормального функционирования сосудов. Помимо этого витамин P обладает следующими свойствами:

• оказывает противоаллергическое действие;
• нормализует артериальное давление;
• улучшает пищеварение;
• увеличивает синтез глюкокортикоидов;
• полезен при цинге и ревмокардите;
• восстанавливает структуру поврежденных клеток;
• укрепляет иммунитет.

В черном чае содержится каротин, из которого получается витамин A. Он необходим для правильного формирования костей. Витамин A улучшает состояние кожи, слизистой, жировой обмен, работу поджелудочной железы, зрение. Недостаток витамина приводит к снижению иммунитета, кожным заболеваниям, сбоям в работе эндокринной системы.

Много в чае и витаминов группы B. Это пантотеновая кислота, рибофлавин, тиамин, витамин PP. Благодаря этим компонентам чай полезен при подагре, диабете, заболеваниях печени, язве желудка, нарушениях в работе нервной системы, склонностям к аллергии, кожных проблемах.

В черном чае не очень много витамина C, но он есть. В свежем чайном листе аскорбиновой кислоты содержится больше, чем в цитрусовых. Но при дальнейшей обработке витамин C разрушается.

Витамин K, содержащийся в черном чае, обеспечивает свертываемость крови.

Эфирные масла благоприятно воздействуют на нервную систему. Чай обладает уникальным свойством: он может успокаивать и тонизировать в равной степени.

Некоторые люди считают, что кофе обладает более тонизирующим эффектом, чем чай. На самом деле, кофе, благодаря алкалоиду кофеина, оказывает быстрое действие, которое также быстро проходит. А усваивается медленнее, но его эффект долго не проходит, поскольку выводится из организма постепенно.

Польза черного чая

Черный чай способен снизить развитие болезней сердца и сосудов, предотвратить риск атеросклероза, инфаркта, инсульта. Регулярное употребление напитка укрепляет иммунитет, снижает риск развития сахарного диабета.

Напиток полезен при отравлениях, расстройствах пищеварения. Он ускоряет обмен веществ, улучшает пищеварение, благоприятно влияет на мочевыделительную систему и работу почек. Напиток способен успокаивать нервную систему, он повышает настроение, концентрацию внимания, помогает справиться с депрессией и стрессом.

Чай принесет только пользу при условии соблюдения правил заваривания. Необходимо выбирать только качественный продукт, приобретая чай только в специализированных магазинах. Не стоит заваривать чай слишком крепко, в день следует выпивать не более 4 чашек черного чая. Перед сном пить черный чай не следует, чтобы не вызвать бессонницу. Китайцы считают, что вчерашний чай несет только вред, поэтому пить его не рекомендуют.

Вред черного чая и противопоказания

Черный чай сильной концентрации, особенно в больших количествах способен вызвать обострение некоторых хронических заболеваний, навредить здоровью.

Противопоказан чай при повышенной возбудимости, болезнях нервной системы, перепадах настроения, язвенной болезни. При повышенном глазном и артериальном давлении нужно быть осторожным с употреблением черного чая. Консультация с врачом в этом случае не помешает.

Как правильно заваривать черный чай

Оздоровительное воздействие на организм сохраняется при условии правильного заваривания. Чистый чайник ополаскивают кипятком, чтобы он прогрелся. Затем в него насыпают необходимое количество заварки. На одну чашку чая обычно берется чайная ложка чая.

Чайник закрывается крышкой и оставляется на минуту, чтобы чай немного раскрылся. Заливают его горячей водой не менее 95°. Черный чай настаивается около пяти минут. После этого напиток можно разливать по чашкам. Если появилась пенка, ничего страшного, это лишний раз подтверждает качество чая.

В давнюю эпоху в Древнем Китае чай оценили более всего как оздоровительный и целебный напиток. Лишь впоследствии научились раскрывать его прекрасные ароматические и вкусовые свойства.

Чай донес до наших дней свою высокую репутацию напитка-целителя. Лишь за последние десятилетия ученые, исследуя глубже биохимический состав свежесорванного чайного листа и получаемых из него сухих чаинок, а затем – настоя, раскрыли богатую палитру полезных для человека веществ. Как потребителей чая нас, прежде всего, интересует то, какие вещества, экстрагируемые при заваривании чая, поступают в наш организм и какое воздействие на него они оказывают.

Если ещё в конце XIX века считали, что чай состоит из четырёх-пяти основных веществ, то теперь в чае насчитывают десятки одних лишь крупных групп веществ, каждая из которых включает множество сложных и простых элементов. Общее число входящих в чай химических веществ и соединений пока ещё невозможно подсчитать, десять - пятнадцать лет тому назад их насчитывалось около 130, а в настоящее время обнаружено уже около 300, причём 260 из них уже удалось идентифицировать, т.е. раскрыть их формулу. Следовательно, чай - сложнейшее и разнообразнейшее по своему химическому составу растение.

Чайный лист состоит из воды и сухого вещества. В растущем чайном листе содержится 73-81% воды и 19-27% сухих веществ (экстрактивных веществ). Содержание воды в чайном листе после высушивания снижается до 3-5%, следовательно, доля сухих веществ возрастает до 95-97%.

Содержание сухого вещества определяет технологические достоинства сырья и влияет на качество чая и выход готовой продукции. Чем меньше сухого вещества в чайном сырье, тем ниже выход готового чая, но он более высокого качества. И наоборот, из грубого сырья с высоким содержанием сухого вещества получается больше готового чая, но более низкого качества. Качество продукции из грубого сырья всегда ниже, чем качество продукции из нежного сырья.

В чайной промышленности отчетность ведется именно по содержанию в сырье сухого вещества. При установлении норм расхода сырья на выработку единицы готовой продукции учитывается не только содержание воды и сухого вещества, но и биологические и физические потери сухого вещества в процессах заготовки, хранения, транспортировки и технологической переработки чайного листа.

К числу экстрагируемых, то есть растворимых, специалисты относят шесть основных частей чая: дубильные вещества, эфирные масла, алкалоиды, аминокислоты, пигменты и витамины.

Дубильные вещества составляют 15-30% чая и представляют собой смесь более трех десятков полифенольных соединений и их производных, танина, различных катехинов, которые обладают свойствами витамина Р. При этом в зеленых чаях их содержание выше, чем в черных, поскольку последние в процессе производства подвергались процессу окисления. Продукты окисления (хиноны) в свою очередь окисляют другие вещества чайного листа и образуют многие ароматические продукты, участвующие в создании аромата чая.

Эфирные масла , которые присутствуют в еще зеленом листе, сохраняются в незначительном количестве в готовом чае. Именно с ними связан неповторимый аромат чая и от них во многом зависит качество чайного продукта. Хотя при переработке чайного листа потеря эфирных масел достигает 70-80%, одновременно возникают новые эфирные масла, которые воспроизводят запахи роз, меда, ванили, цитрусовых, сирени, корицы, что и создает «букет чая». В силу своей природы эфирные масла исключительно летучи, причем не только при повышении температуры, но и при неправильном хранении или заварке.

Химически чистые эфирные масла представляют собой алифатические и ароматические углеводороды, альдегиды, кетоны, фенолы, сложные кислоты (вроде салициловой) и другие исключительно летучие, легко испаряющиеся соединения. Большинство из них способны улетучиваться не только при значительном повышении температуры, но и при неправильном хранении или неправильной заварке. Вот почему присутствие этих веществ в чайном настое в значительной степени зависит от нас самих. Кроме того, содержание и состав эфирных масел и их растворимость в различных типах чая различны. Наибольшее количество эфирных масел в виде растворимых ароматических альдегидов содержится в красных чаях (оолонгах), наиболее ароматных из всех видов чая, отчего их нередко используют для примеси к некоторым сортам чёрного чая. Наоборот, в зелёных и жёлтых чаях ароматические альдегиды, входящие в состав эфирных масел, находятся в связанном состоянии и потому менее выходят в настой, не принимают деятельного участия в образовании аромата готового чая. Там аромат создается в основном за счёт иных химических веществ, в первую очередь танина.

Алкалоиды – это, прежде всего, кофеин (в составе чая его называют танин), который и служит тонизирующим средством. В чистом виде он представляет собой бесцветное, не имеющее запаха и горькое на вкус вещество, которое присутствует также в кофе, в какао и других тропических растениях.

В чае кофеина содержится больше, чем в кофе, но чайный кофеин (танин) действует на нас мягче, чем кофейный. Объясняется это тем, что на заварку идет меньше чая, нежели кофе, а также тем, что в чае кофеин выступает не изолированно, а в комплексе с танином, образуя соединение таннат кофеина, а оно более смягченно действует на сердечно-сосудистую и центральную нервную систему. Более того, кофеин чая не задерживается в организме человека, что исключает опасность отравления даже при чрезмерном употреблении чая.

Помимо кофеина, в состав чая входят в незначительном количестве другие алкалоиды – растворимые в воде теобромин и теофиллин, которые являются хорошими сосудорасширяющими и мочегонными средствами.

Аминокислоты , а их в чае обнаружено 17, включают, например, глютаминовую кислоту, которая исключительно важна для организма человека: она способствует восстановлению истощенной нервной системы человека. В процессе производства чая аминокислоты при взаимодействии с сахарами, танином и катехинами образуют альдегиды и таким образом принимают участие в образовании аромата чая.

Пигменты , входящие в состав чая, придают чайному настою самую различную окраску и оттенки. Это, прежде всего – хлорофилл, содержащийся более всего в зеленом чае, а также ксантофилл и каротин, содержащиеся обычно в моркови и преобладающие в черных чаях. Но цвет чайного настоя более всего определяют две группы красящих веществ – теарубигины и теафлавины. В готовом сухом чае теарубигины составляют около 10% и придают чаю при заваривании красно-коричневые тона, а теафлавины – около 1-2% и дают золотисто-желтую гамму.

Витамины , как показывают современные исследования, представлены в чае широкой гаммой. В чае имеется провитамин А – каротин, обеспечивающий нормальное состояние слизистых оболочек носа, глотки, гортани, легких, бронхов, мочеполовых органов и особенно важный для сохранения хорошего зрения.

Представлена в чае и обширная группа витамина В. Особо отметим витамин В 1 (тиамин), который способствует нормальному функционированию нашей нервной системы и принимает участие в регулировании деятельности желез внутренней секреции – надпочечников, половых желез, щитовидной железы. Важен этот витамин для больных диабетом, язвой желудка, подагрой. Витамин В 2 (рибофлавин) делает нашу кожу красивой, эластичной, снижает ее сухость, снимает шелушение, а также облегчает излечение экземы. Важен он для лечения тяжелых заболеваний печени: циррозов, гепатитов, диабета. Витамин В15 (пантотеновая кислота) препятствует развитию кожных заболеваний (дерматитов) и важен для нашего организма как катализатор всех процессов усвоения поступающих веществ.

К этой группе близок противоаллергический витамин – никотиновая кислота (витамин РР), устойчивый к высоким температурам и хорошо растворимый в воде. Получение этого витамина из чая особенно важно для людей, постоянно питающихся очищенным рисом и кукурузой, в которых витамин РР почти полностью отсутствует. В чае его содержание исключительно велико.

Велико присутствие в чае витамина С (аскорбиновой кислоты). В свежем чайном листе его в 4 раза больше, чем в соке лимона, однако при фабричной обработке часть его теряется. Тем не менее, в готовом чае «аскорбинки» остается немало, особенно в зеленых и желтых чаях – раз в 10 больше, чем в черных.

Основным витамином чая является витамин Р, который в комплексе с витамином С значительно усиливает эффективность аскорбиновой кислоты, способствует ее накоплению и задержанию в организме. Этот витамин укрепляет стенки кровеносных сосудов, предотвращает внутренние кровоизлияния. По содержанию витамина Р чай не имеет себе равных в растительном мире, особенно зеленый чай. Выпивая 3-4 чашки чая хорошей крепости, мы обеспечиваем свой организм необходимой суточной дозой этого важного витамина.

Весьма важен содержащийся в чае витамин К, который способствует образованию в печени протромбина, крайне необходимой для поддержания нормальной свертываемости крови.

Белковые вещества составляют вместе со свободными аминокислотами 16-25% чайного листа и являются его важнейшей составной частью. Белками являются все ферменты, они также служат источником аминокислот, которые возникают в процессе переработки чайного листа в готовый чай. Особенно богат белками зеленый чай. Белки не вредят ему, а вот повышенное их содержание в черном чае ухудшает вкус и цвет настоя, поскольку они снижают содержание в нем танина и делают колер чая блеклым.

Немалое значение для чая имеют минеральные, неорганические, смолистые вещества, а также органические кислоты. В чае обнаруживают от 4 до 7% минеральных и других неорганических веществ: соли железа, магний, марганец, натрий. Чай содержит и другие металлы и неорганические вещества в виде микроэлементов, в том числе фтор, йод, медь, золото, фосфор, калий.

Другую группу растворимых органических соединений в чае образуют органические кислоты (около 1 %), в состав которых входят щавелевая, лимонная, яблочная, янтарная, пировиноградная, фумаровая и ещё две-три кислоты. В составе чая они ещё слабо исследованы, но ясно, что в целом они повышают пищевую и диетическую ценность чая.

В чае имеется, наконец, четыре группы веществ, составные части которых лишь частично растворимы в воде либо совсем нерастворимы. Эти группы веществ имеют поэтому большее значение для производства чая, чем для потребителя. К ним относятся ферменты, пектиновые вещества, глюкозиды и углеводы.

Ферменты , или энзимы, содержатся в чае в основном в нерастворимом, связанном состоянии. Это биологические катализаторы. С их помощью происходят все химические превращения как в живом чайном растении, при его росте, так и в процессе фабричного приготовления чая. Замечательно то, что каждый фермент обладает способностью действовать только на определённое вещество, не затрагивая других. Именно используя по-разному ферментативные окислительные процессы, человек смог получать чаи разного типа, сорта и качества из одного и того же сырья.

Основных ферментов чая три, а всего свыше десяти. Главные из них - полифенолоксидаза, пероксидаза и каталаза. Первые два имеются и в растворимом, и в связанном состояниях. Они вызывают ферментацию чая. Каталаза содействует общему процессу ферментации, освобождает кислород в чае. Чрезвычайно активным ферментом чая является также инвертаза.

Пектиновые вещества - это коллоидные вещества со сложным составом. Содержание их в чае колеблется от 2 до 3 %. В присутствии сахаров и кислот они могут образовывать студенистые массы - желе. Пектины имеют немаловажное значение для сохранения качества чая: с ними связано такое физическое свойство чая, как его гигроскопичность. При недостатке в чае пектиновой кислоты его гигроскопичность резко повышается, а следовательно, чай портится быстрее. Дело в том, что пектиновая кислота покрывает каждую чаинку тонкой, слабопроницаемой для влаги желатиновой пленкой и таким образом играет для чая роль "дождевого плаща". В последнее время всё более определяется положительная роль пектинов для человеческого организма, особенно при лечении желудочно-кишечных заболеваний. Хороший по качеству чай содержит, как правило, больше водорастворимых пектинов, чем плохие сорта чая.

Углеводы в чае содержатся разнообразные - от простых сахаров до сложных полисахаридов. Чем выше в чае процент содержания углеводов, тем ниже его сорт. Поэтому углеводы являются своего рода балластом для чая. К счастью, большинство их нерастворимы. Причём нерастворимы как раз ненужные человеку полисахариды - крахмал, целлюлоза, гемицеллюлоза, составляющие от 10 до 12 % чая. Зато полезные углеводы - сахароза, глюкоза, фруктоза, мальтоза (их в чае от 1 до 4 %) растворимы. Наличие небольшого количества растворимых сахаров - одно из замечательных преимуществ чая, оно не только делает чай идеальным антисклеротическим напитком, особенно в сочетании с йодом и витамином Р, но и обеспечивает сохранение в чае витамина В, обычно поглощаемого сахарами.

Ознакомление с химическим составом чая убеждает нас в том, что природа создала в чайном листе своеобразный химический склад или, вернее, целую химическую лабораторию.

Технология чая

Технология производства чая

Производство чая ведется непо­средственно на чайных фабри­ках первичной переработки. Для производства чая используются только молодые побеги чайного куста - почку и два-три верхних листочка, называемые “флэшами”. Чем нежнее флэш, тем выше качество получаемого чая. При использовании грубых, перезревших листьев нельзя получить высококачественный чай не только по вкусу и аромату, но и по внешнему виду из-за большого количества черешков нескрученного чайного листа.

Итак, производство чая сводится в основном к следующим 7 этапам, представленным на рис. 1.3.

1. На этапе предварительной сортировки чая из свежих листьев выбраковываются грязные, больные листья. Иногда, на этом этапе отбираются наиболее качественные флэши для элитных чаев. Такая сортировка проводится вручную.

Рис. 1.3. Схема производства чая

2. Основная цель этапа завяливания – обезвоживание чайного листа, а также физическая подготовка (приобретение эластичности) чайного листа к следующему процессу – скручиванию. В процессе завяливания лист теряет до 55% влаги и становится мягким и эластичным. Подвяливают чайные листья обычно в тени, в хорошо проветриваемом помещении (или под навесами), но некоторые сорта провяливают и на солнце. Завяливание чая может быть естественным, и тогда оно длится от 10 до 24 часов, либо искусственным, и тогда в специальных сушилках время завяливания сокращается в 3-5 раз по сравнению со стандартным. Время завяливания во многом зависит от окружающих условий (влажность воздуха, температура, ветер и др.) и от сорта, который мы хотим получить.

Нормально завяленный лист лучше скручивается и дает больше видов чая. Из недовяленного листа получается чай с интенсивным настоем, но без вкуса. Из перевяленного листа получается чай пустой на вкус.

3. Целью скручивания является разрушение тканей чайного листа и придание ему формы, характерной для высококачественного чайного продукта. Задача скручивания – выжать из чайных листьев как можно больше чайного сока. Скручивание может производиться вручную, либо машинным способом. При скручивании в машинах – роллерах происходит разрушение структуры ткани листа на уровне молекулы, причем внешне чаинка не должна быть раздавлена. Только при таком условии “высвобождается” аромат. Вот почему при покупке чая следует отдавать предпочтение туго скрученным чаинкам, а не плоскому, сеченому чаю.

Есть традиционный и нетрадиционный способ ломания. Первый дает более крупные чаинки, второй - более мелкие.

Для производства класси­ческого байховогочая обычно на фабри­ках применяют трехкратное скручива­ние, между стадиями которого произво­дят сортировку скрученного листа. Сор­тировка позволяет отделить наиболее нежные части флеша (первый лист и почку) отболее грубой части листа, которую отправляют на дальнейшие этапы скручивания, по 45 минут каждый. Об­щая продолжительность процесса со­ставляет 135 минут.

4. Затем следует процесс ферментации - один из основных в производстве черного чая. Именно во время ферментации образуются специфические вкус и аромат, свойственные черным чаям. Для нормаль­ного хода процесса ферментации и мак­симального накопления ценных вкусовых и ароматических веществ необходимы высокая относительная влажность возду­ха, сравнительно низкий температурный режим и аэрация, которые поддержива­ютсяв помещениях для ферментации. Обычно ферментация происходит без вмешательства машин и человека, который должен лишь следить за процессом, чтобы определить, когда наступит кульминационная точка, т.е. когда чайный лист достигнет наивысшей стадии развития вкуса и аромата, после чего процесс ферментации обрывают, не позволяя чаю "перезреть" и переходят к следующему этапу.

5. Сушка чайного листа при высокой температуре – единственный способ остановить процесс ферментации. Если этого не сделать, то чай просто заплесневеет и сгниет. Процесс этот деликатный, так как если чай не досушить – он быстро испортится в пачках, если его пересушить, он приобретет жженый вкус. Поэтому идеальный результат сушки – сухое чайное сырье, в котором содержится не более 2-5% воды. Процесс сушки происходит в специальных чаесушильных машинах при температуре 92-95°С, причем температура самого чая-полуфабриката достигает 70-75°С. Выделившийся при скручивании чайный сок и входящие в его состав ароматные эфирные масла прочно “прикипают” к поверхности листьев и довольно долго сохраняют свои свойства, экстрагируюсь только под воздействием кипятка в момент заваривания.

В целом ряде стран (Китай, Япония, Англия) после окончательной сушки чай иногда ароматизируют, т.е. добавляют к нему ароматические вещества, которые либо придают чаю совершенно новый аромат, либо усиливают, восстанавливают аромат, утраченный чаем в процессе фабричной обработки.

Из одного и того же свежесобранного зеленого чайного листа можно получить разные типы готового чая – белый, зеленый, желтый, красный, черный. Все зависит от того, какому технологическому процессу будет подвергнут чайный лист.

Вкратце, приготовление разных видов чая состоит из следующих стадий:

Белый чай: завяливание + сушка

Зеленый чай: завяливание + частичная сушка + скручивание + досушивание

Желтый чай:завяливание + скручивание + частичная ферментация + сушка

Красный чай: завяливание + скручивание + частичная ферментация + сушка

Черный чай: завяливание + скручивание + полная ферментация + сушка

Как видите, не каждый вид чая проходит всю технологическую цепочку. Например, желтый и красный чай являются промежуточными продуктами между черным и зеленым, и производство этих чаев отличается больше не так процессами, как технологическими режимами.

6. Окончательная сортировка. После того, как чай высушили и охладили, его сортируют, т.е. подбирают с помощью различных номеров сит (сортировочных машин) однородные по размерам и форме чаинки. Получаемые таким образом промышленные марки чая-полуфабриката отправляются на чаеразвесочные предприятия, где из них приготовляют торговые сорта чая путем составления смесей различных марок полуфабриката, а также фасуют эти сорта.

Для улучшения органолептических и физико-химических показателей чая технологии производства чайных продуктов все время совершенствуются. Например, для приготовления продукта в пакетиках используют чаи сортов LLex Latifolia, Gynostemma pentaphyllum с добавлением сока из Rosa roxburghii. Этот смешанный чай обладает хорошими вкусовыми свойствами и отличается высоким содержанием витамина С. Один из путей улучшения органолептических показателей чайного продукта, создания новых видов – искусственная ароматизация с целью обогащения ее натуральными или искусственными пищевыми добавками.

7. Маркировка и упаковка чая. Маркировка чая наиболее подробно описана в книге Иванова Ю.Г. “Чай: секреты любимого напитка”. Автор выделяет следующие виды маркировки чая:

Листовые чаи : FOP (flowery orange pekoe), OP (orange pekoe), FP (flowery pekoe), P (pekoe), PS (pekoe sushong). Для листовых чаев также используется маркировка «цельнолистовой» (whole leaf) и «крупнолистовой» (big leaf).

Среднелистовые чаи : ВОР (broken orange pekoe), ВР1 (broken pekoe grade 1), ВР2 (broken pekoe grade 2) или BOPF (broken orange pekoe fannings), BPS (broken pekoe sushong) Для среднелистовых также используется маркировка «листовой» (loose leaf).

Мелколистовые чаи : PD (pekoe dust) – «крупная пыль», F или FNGS (fannings) – «отсев; средняя пыль», D (dust) – «мелкая пыль; труха» Как правило, мелколистовые чаи продаются в виде гранулированного чая или входят в состав чайных пакетиков (реже – таблеток). Как правило, все мелколистовые чаи приготовлены по СТС-технологии и имеют соответствующую маркировку.

Немного расшифруем:

1) flowery – «цветочный», включающий в свой состав полураспустившиеся типсы (чайные почки). Внешне это выглядит как белые или желтоватые «реснички», встречающиеся в заварке. Придают чаю особо сильный аромат;

2) orange – «оранжевый», происхождение этой характеристики точно неизвестно, но ее использовали уже в 17 в. первые продавцы чая в Европе – голландские купцы, чтобы подчеркнуть высокое качество чая. Есть четыре варианта объяснения маркировки «оранжевый»:
а) из-за цвета и аромата настоя, который получается только из качественных листьев;
б) из-за рекламной ссылки голландских торговцев на древнюю китайскую традицию ароматизации чая цветами апельсина, а, якобы, особенно хороший чай, даже не нуждается в ароматизации, он сам по себе «апельсиновый»;
в) из-за рекламной ссылки голландских торговцев на то, что подобный чай употребляют высокопоставленные китайские чиновники (мандарины), носившие ярко-желтые и оранжевые одежды;
г) из-за тех же маркетинговых ходов голландских негоциантов, утверждавших, что именно этот чай пьет высшая голландская аристократия (оранжевый – национальный и королевский этой страны)

3) pekoe – читается как «пе-КО» (с ударением на О). Это европейский вариант прочтения китайского «бай-хоа» (с ударением на О) – «белые реснички». Байховый – это верхушечный чай, в состав которого обычно входят целые листья. В байховом чае также попадаются типсы (почки), но по сравнению с цветочным (flowery) чаем их явно меньше;

4) broken – «ломанный», измельченный чай, состоящий не из целых листьев. Как правило средне-листовые чаи ВОР или ВР1 состоят из естественного «брака» при производстве цельнолистовых чаев. Чаи ВР2 и ниже обычно изготавливаются по СТС - технологии, их измельчение производится машинами;

5) sushong – читается как «сушонг» (с ударением на О). Это европейская калька с китайского слова, которое обозначает чайные листья невысокого качества – не верхушечные, а растущие близко к стволу чайного куста, а также не входящие в чайную флешь (в первые 2-3 листа на кончике ветви).

Традиционно чай упаковывается в проложенные фольгой и бумагой фанерные ящики весом по 30 или 50 кг, хотя в последнее время все обширнее используются пластиковые и картонные коробки, бумажные мешки. Для дальнейшей транспортировки все это помещается в еще более объемную тару – контейнеры, тюки и транспортируется на чаеразвесочную фабрику, где и происходит дальнейшая упаковка.